Question

氮及其化合物與我們的吃、穿、住、行、健康等都有著密切的聯(lián)系，也是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的一部分．請回答下列問題：
I．（1）現(xiàn)有一支15mL的試管，充滿NO倒置于水槽中，向試管中緩緩?fù)ㄈ胍欢�量氧氣，�?dāng)試管內(nèi)液面穩(wěn)定時，剩余氣體3mL．則通入氧氣的體積可能為

 

．
（2）一定條件下，某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）．

起始濃度（ mol/L）	C（NH3）	C（O2）	C（NO）	C（H2O）
甲	1	2	0	0
乙	4	8	0	0
丙	0.2	x	y	z

①恒溫恒容下，平衡時NH₃的轉(zhuǎn)化率甲

 

乙．（填“＞”、“=”、或“＜”）
②恒溫恒容下，若要使丙與甲平衡時各組分濃度相同，則x=

 

，y=

 

，z=

 

．
（3）向容積相同、溫度分別為T₁和T₂的兩個密閉容器中分別充入等量NO₂，發(fā)生反應(yīng)：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．恒溫恒容下反應(yīng)相同時間后，分別測定體系中NO₂的百分含量分別為a₁和a₂；已知T₁＜T₂，則a₁

 

a₂．
A．大于    B．小于    C．等于    D．以上都有可能
（4）2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氨氣被200mL 1mol/L HNO₃溶液吸收后，反應(yīng)后溶液中的離子濃度關(guān)系是

 

．
Ⅱ．三氟化氮（NF₃）是一種新型的電子材料，它在潮濕的空氣中與水蒸氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其生成物有HF、NO、HNO₃．根據(jù)要求回答下列問題：
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．反應(yīng)過程中，氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為

 

．
（2）若反應(yīng)中生成0.2mol HNO₃，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：等效平衡,氧化還原反應(yīng)的計算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：氧化還原反應(yīng)專題,化學(xué)平衡專題

分析：Ⅰ（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃進(jìn)行計算，剩余的可能是一氧化氮也可能時氧氣，進(jìn)行討論；
（2）①乙中的物質(zhì)的量比甲的大，利用壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響來分析；
②根據(jù)等效平衡可知，丙中轉(zhuǎn)化為起始量與甲中的起始量相同；
（3）恒溫恒容下反應(yīng)相同時間，T₁＜T₂，兩個密閉容器中分別充入等量NO₂，由pV=nRT可知，兩個容器中的壓強(qiáng)可能相等或不等；
（4）2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氨氣被200mL 1mol/L HNO₃溶液吸收后，得到等濃度的硝酸銨和硝酸溶液，根據(jù)銨根離子能水解，可以寫出溶液中離子濃度關(guān)系；
Ⅱ（1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物書寫方程式，該反應(yīng)中N元素化合價由+3價變?yōu)?2價、+5價，則NF₃既是氧化劑又是還原劑，根據(jù)得失電子相等確定氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比；
（2）根據(jù)硝酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算．

解答： 解：Ⅰ（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃可知，一氧化氮和氧氣按4：3反應(yīng)，如果剩余的是一氧化氮，則參加反應(yīng)的一氧化氮為12mL，則需氧氣的體積為12×

3

4

mL=9mL，如果剩余的是氧氣，則參加反應(yīng)的氧氣為15×

3

4

mL=11.25mL，則需要氧氣的總量為11.25mL+3mL=14.25mL，故答案為：9mL和14.25mL；
（2）①乙中的物質(zhì)的量比甲的大，壓強(qiáng)越大，化學(xué)平衡逆向移動的程度大，則乙的轉(zhuǎn)化率小，故答案為：＞；
②根據(jù)等效平衡可知，丙中轉(zhuǎn)化為起始量與甲中的起始量相同，則
   4NH₃（g）+5O₂g）?4NO（g）+6H₂O（g），
起始1        2
丙 0.2       x         y         z
則0.2+y=1，0.2+

4

6

z=1，x+

5

6

z=2，解得x=1，y=0.8，z=1.2，
故答案為：1；0.8；1.2；
（3）恒溫恒容下反應(yīng)相同時間，T₁＜T₂，兩個密閉容器中分別充入等量NO₂，由pV=nRT可知，兩個容器中的壓強(qiáng)相等時，
a₁=a₂，
若P₁＞P₂，a₁，＞a₂，
若P₁＜P₂，a₁，＜a₂，則以上都有可能，
故答案為：D；
（4）2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氨氣被200mL 1mol/L HNO₃溶液吸收后，得到等濃度的硝酸銨和硝酸溶液，根據(jù)銨根離子能水解，可以寫出溶液中離子濃度關(guān)系為c（NO^-₃）＞c（H⁺）＞c（NH⁺₄）＞c（OH^-），故答案為：c（NO^-₃）＞c（H⁺）＞c（NH⁺₄）＞c（OH^-）；
Ⅱ（1）反應(yīng)物是NF₃和水，生成物是HF、NO、HNO₃，該反應(yīng)中N元素化合價由+3價變?yōu)?2價、+5價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及原子守恒配平方程式為3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃，該反應(yīng)中NF₃既是氧化劑又是還原劑，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃；2：1；
（2）3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃中硝酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系為1：2，所以若反應(yīng)中生成0.2mol HNO₃，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目=0.2mol×2×N_A/mol=2.408×10²³或0.4N_A，
故答案為：2.408×10²³或0.4N_A．

點(diǎn)評：本題較難，考查化學(xué)平衡、電離、水解、離子濃度的比較、NO的化學(xué)性質(zhì)、根據(jù)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子配平方程式、再結(jié)合方程式中各個物理量之間的關(guān)系式計算等知識點(diǎn)，注意NF₃的作用，為易錯點(diǎn)．